GSK980TDa数控车床多头锯齿形螺纹的编程方法探讨
2018-04-28青岛黄海学院山东266427宋爱利
■ 青岛黄海学院 （山东 266427） 宋爱利 庞 敏
我校接到一批锯齿形螺纹的修配任务，根据现有螺母配制1 000件螺杆，如图1所示。众所周知，锯齿形螺纹是异型螺纹的一种，数控系统没有提供专门的编程指令，采用一般的手工编程工作量极大。而采用宏指令编程可以简化编程，根据车间GSK980TDa数控车床特点选用A类宏指令进行手工编程。
1. 编程思路
G92螺纹车削固定循环指令的循环路径是起点→进刀→车削→退刀→返回起点，周而复始，直至螺纹车削完成。编程时，通常只需改变X轴坐标，即可实现一般圆柱、圆锥螺纹的车削。若起点的Z轴坐标发生变化，可能会造成螺纹乱扣。如果能利用这一特性，按照螺纹牙型有规律地改变螺纹起始点，使刀具（35°尖刀）按照图2中D→C→B→A路径等间距进刀，就可以实现锯齿形螺纹的编程与车削加工。
图1 锯齿形螺纹零件图
2. 基于A类宏指令的编程
（1）编程前的准备。GSK980TDa数控车床提供了A类宏指令，宏编程通常包含一定的函数混合运算，编程前需要计算牙型的数值。如图2所示，AE是BA段牙型在Z轴的变化量，EB为BA段牙型在X轴的变化量，EB=AE·tanα；FD是DC段牙型在Z轴的变化量，FC为DC段牙型在X轴的变化量，FD=FC·tanβ。由图1可知，EB=FC=2.5mm，∠α=∠β=30°，故0.577AE=EB=2.5mm，FC=FD/0.577=2.5mm，可得AE=4.3mm，FD=1.4mm。由于螺纹车削起始有加速，需要将进刀起点在Z轴方向增加不小于1～3P的距离，取值40mm（见图3）。螺纹分头采用Z向平移一个螺距的方法实现。
图2 变量关系示意图
图3 Z轴车削起点
（2）程序编制
O0001
T0101
M03 S400 G97
G00 X160. Z40.
//定位到第一条螺旋线，车制DC段牙型
G65 H01 P#1 Q0
//Z向变量赋值0
N1 G65 H03 P#2 Q40.R#1
//Z轴螺纹起始点坐标
G65 H05 P#4 Q#1 R0.577
//FC=FD/0.577
G65 H04 P#5 Q#4 R2
//X轴变量的直径值
G65 H03 P#3 Q153.R#5
//X轴螺纹起始点坐标
G00 Z#2
//定位至螺纹起始点
G92 X#3 Z-150. F30.
//车制螺纹，导程30mm
G00 X160.
G65 H02 P#1 Q#1 R0.1
//步距0.1mm
G65 H86 P1 Q#1 R1.4
//判断FD是否达到1.4mm，否则返回N1
G00 X160.
G65 H01 P#11 Q0
//CB段牙型，Z轴初始赋值0
N2 G65 H03 P#12 Q38.6 R#11//Z轴螺纹起始点坐标
G00 Z#12
//定位至螺纹起始点
G92 X148. Z-150. F30.
G00 X160.
G65 H02 P#11 Q#11 R0.1
//步距0.1
G65 H86 P2 Q#11 R2.3
//判断CB是否达到2.3mm，否则返回N2
G00 X160.
G65 H01 P#21 Q4.3
//BA段牙型，Z轴初始赋值4.3mm
N3 G65 H04 P#25 Q#21 R1.154//X轴变量的直径值
G65 H03 P#22 Q153. R#25
//X轴螺纹起始点坐标
G65 H02 P#23 Q32.R#21
//Z轴螺纹起始点坐标
G00 Z#23
//定位至螺纹起始点
G92 X#22 Z-150. F30.
G00 X160.
G65 H03 P#21 Q#21 R0.1
//步距0.1
G65 H85 P3 Q#21 R0
//判断BA是否达到0，否则返回N3
G00 X160.
Z50.
//Z轴起始点正向偏移10mm，车制第二条螺旋线
…
Z60.
//Z轴起始点正向再偏移10mm，车制第三条螺旋线
…
G00 X160.Z200
M05
M30
3. 结语
通过在车间GSK980TDa数控车床上实际车削，使用A类宏指令编写程序车制的多头锯齿形螺纹图样要求。利用A类宏指令编程涉及较为复杂的数学计算，如要进行刀尖半径补偿，计算工作量也会增加，对编程人员水平要求较高，容易出错，但是程序简洁，编程效率较高，功能强大，具有通用性，适合编程能力较强的人员使用。
参考文献：
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[2] 于磊磊. 浅谈竞赛中数控车削异形螺纹的编程 [J]. 数字技术与应用，2011（3）：10-11.
[3] 江献华. 基于GSK980TD数控系统的用户宏程序编制技巧 [J]. 装备制造技术，2011（11）：123-126.
